Асимметричный конфликт в сочетании с городской местностью и соответствующими правилами ведения боевых действий повысил потребность в точности огня как прямой, так и непрямой наводкой. Точность определяют вся звенья цепочки поражения и первым звеном несомненно является идентификация и захват цели.
Первоначально переносные системы целеуказания, способные захватывать цель и отправлять ее координаты исполнительной системе, были доступны только специальным силам или специальным расчетам разведки целей. Теперь это далеко не так, ручными приборами разведки цепей оснащаются обычные подразделения, самые продвинутые армии развертывают эти устройства вплоть до уровня взвода. Как правило, подобные системы имеют дневной и ночной каналы, систему позиционирования GPS, магнитный компас с цифровой индикацией и безопасный для глаз лазерный дальномер. Могут быть добавлены дополнительные возможности и средства, например, запись видео, фотографирование, лазерный целеуказатель, а также астрономический компас на случай отсутствия сигнала GPS.
Спешенные подразделения придают несомненно очень большое значение весу всех без исключения компонентов своего снаряжения и поэтому производители прикладывают немалые усилия для его снижения. В устройствах наблюдения, обнаружения и целеуказания тепловизионный или ночной канал является одной из ключевых подсистем. На сегодня доступны два основных варианта — охлаждаемые и неохлаждаемые матрицы чувствительных элементов или микроболометры, работающие соответственно в средневолновой ИК-области спектра (3-5 мкм) и в длинноволновой ИК-области спектра (8-14 мкм). Дальность действия определенно выше у охлаждаемых сенсоров, которым необходимо однако тяжелое охлаждающее устройство с высоким энергопотреблением и несколько минут на охлаждение, тогда как у неохлаждаемых матриц нет этой проблемы, они активируются всего за несколько секунд.
В тепловизионных системах используются два разных микроболометра производства Lynred. Микроболометр 640х480 VGA размером 16,5x16,5 мм и шагом 12 мкм (фото вверху) и микроболометр 24x24 мм с шагом 17 мкм
В Европе одним из ключевых игроков в этой области является компания Lynred, образованная в середине 2019 года за счет слияния Sofradir и ее дочерней компании ULIS. Компания серьезно продвинулась в деле уменьшения размеров как охлаждаемых, так и неохлаждаемых матриц. Как заявили в компании Lynred, «в настоящее время происходит процесс перехода к новому поколению, охлаждаемые матрицы с шагом 15 мкм и матрицы неохлаждаемого типа с шагом 17 мкм заменяются новыми матрицами с меньшим шагом, 10 мкм и 12 мкм соответственно». Это позволяет при том же самом разрешении уменьшить размеры матрицы и как следствие уменьшить вес одного из самых тяжелых компонентов ручного прибора разведки целей — объектива. Линзы из оптического стекла, используемые в объективе, а также оправа, в которую они вставляются, относительно тяжелые. Диаметр объектива определяется фокусным расстоянием, а также размерами сенсора, чем больше последний, тем больше поле изображения, которое объектив должен создать, и тем больше размеры объектива. Кроме того, не следует забывать, что рано или поздно законы физики встанут на пути уменьшения шага. По данным Lynred, шаг 12 мкм, достигнутый в сенсорах типа LWIR (ближняя [длинноволновая] ИК-область спектра), может оказаться наименьшим, однако в сенсорах типа MWIR (средняя [средневолновая] ИК-область спектра) можно ожидать уменьшения до 5-6 мкм. Очевидно, что то же самое реально для сенсоров типа SWIR (дальняя [коротковолновая] ИК-область спектр), работающих в диапазоне 0,7-2,5 мкм, которые, впрочем, пока не используются в изделиях рассматриваемого в этой статье класса устройств.
Помимо уменьшения размеров матриц в охлаждаемых сенсорах, мы наблюдаем еще одно направление развития. Повышение рабочей температуры сенсоров позволяет уменьшить энергопотребление, а также время охлаждения с положительным влиянием на эксплуатационную готовность. В матрицах типа НОТ (High Operating Temperature — высокая рабочая температура) используются новые технологии, которым необходимы более высокие температуры по сравнению с 80-90° Кельвина у стандартных сенсоров. Компания Lynred предлагает маломощный сенсор на основе ртутно-кадмиевого теллурида, работающий при 110°К, что позволяет экономить свыше 10% энергии, тогда как компания FLIR разработала решение Туре 2 Superlattice (T2SL), работающее при 120°К. Впрочем, уже теперь понятно, что типичные НОТ-сенсоры должны будут работать при температуре от 130 до 160°К; в настоящее время разрабатываются технологии, которые позволят добиться этого.
Швейцарская компания Safran-Vectronix AG разработала очень легкую систему, добавив неохлаждаемый термочувствительный сенсор к своему устройству Moskito, первоначально базировавшемуся на трубке усиления яркости. Новое устройство получило обозначение Moskito TI
Немаловажно то, что снижение энергопотребления может повлечь за собой уменьшение размеров аккумулятора, поскольку источник энергии является еще одним «тяжелым» компонентом в ручной оптико-электронной системе. Специальные литий-ионные аккумуляторы отличаются более высокой удельной энергией, что позволяет уменьшить их вес и размеры по сравнению со стандартными коммерческими батареями. Впрочем, некоторые заказчики предпочитают второе решение, как правило базирующееся на элементах типоразмера АА, доступных в любой стране мира. В последние два года удельная энергия литий-ионных элементов увеличилась на 25%, с 200 до 255 Втч/кг. Однако, по данным ведущих производителей аккумуляторных батарей, эта технология близка к исчерпанию своих возможностей. Разрабатываются новые решения, например, серно-литиевые модули, обеспечивающие порядка 400 Втч/кг. Впрочем, чтобы воспользоваться всеми преимуществами этой новой технологии, необходимо преодолеть ряд препятствий, например, ухудшение характеристик при низких температурах, небольшое число циклов заряда (двузначное число), а также проблемы производства этих аккумуляторов. При этом не стоит забывать об еще одном важном факторе — стоимости. Как бы ни была прекрасна и замечательна конкретная модель, ее высокая стоимость может стать препятствием на пути развертывания в войсках.
Рынок систем наблюдения, разведки и целеуказания непрерывно развивается, следуя в фарватере потребностей заказчиков: идет напряженная борьба с весом, повышается разрешение, расширяется их функциональность, добавляются различные подсистемы, например, лазерные указатели дальнего действия. Хотя потребность в прицельных системах растет во всем мире, Азия считается одним из самых перспективных рынков, куда в следующие 3-5 лет будут инвестированы крупные средства в модернизацию солдатского снаряжения. Данная статья не призвана заменить собой полный каталог, в ней лишь описываются новейшие изделия в этой сфере, для облегчения сравнения основные данные сведены в таблицы.
Sophie-XF/VGA представляет собой одну из самых функциональных систем в оптронном портфолио компании Thales. Базируясь на охлаждаемом микроболометре, эта система отличается наличием функций стабилизации изображения и корректировки огня
Компания Safran Electronics & Defence и ее швейцарское подразделение Safran-Vectronix AG предлагают несколько систем с охлаждаемыми и неохлаждаемыми сенсорами. Safran разработала линейку устройств JIM, топовым изделием которой является охлаждаемый прибор JIM HR, тогда как неохлаждаемый прибор получил обозначение JIM UC. Конструкторы Sagem создали также легкую и компактную, простую в работе систему JIM Compact. Модульная система дальнего действия, легко интегрируемая в цифровую архитектуру, появилась на рынке в 2016 году. Устройство, матрице которого на охлаждение требуется 3 минуты, имеет дальности обнаружения человека и транспортного средства более 7 км и 10 км соответственно. Ночной и цветной дневной телеканалы имеют одинаковые поля зрения, широкое 13,5° и узкое 4,5°. Третий канал базируется на камере для низкой освещенности с широким полем зрения 6,2° и узким полем зрения 4,5°. В устройство встроен лазерный дальномер с дальностью 12 км. Прибор JIM Compact оснащен непрерывным электронным увеличением 1х—4х, режимами стабилизации изображения, мультирежимного совмещения изображений, а также «наблюдения лазерного пятна» (возможность наблюдения тепловизионной камерой лазерного пятна при подсвечивании цели лазерным целеуказателем). По сравнению с предыдущими системами его вес и объем были уменьшены как минимум на 40%, этот результат также достигнут за счет уменьшения веса аккумулятора вдвое при сохранении продолжительности работы. Недавно был добавлен еще один опциональный режим, получивший обозначение TELD (Tireur d'Elite Longue Distance — снайпер на дальние дистанции). TELD, разработанный в сотрудничестве с французским командованием сил специальных операций, измеряет дистанцию до цели и в соответствии с таблицей стрельбы на основе типа оружия и боеприпаса рассчитывает поправки, выводя их на дисплей. По данным Safran, прибор TELD повышает вероятность поражения движущейся цели с первого выстрела с 20% до 90% (результаты для 10 выстрелов, произведенных снайперами-стажерами по движущейся со скоростью 8 км/ч мишени с дистанции 400 метров). Существующее устройство JIM Compact через программное обновление может легко оснащаться TELD. Помимо способности захватывать и хранить фото и видео JIM Compact имеет аналоговый и цифровой видеовыход и опционально может оснащаться беспроводной связью Bluetooth и Wi-Fi.
Неохлаждаемый прибор Recon V UL (Ultra Light) компании FLIR, его тепловизионный канал базируется на новейшей матрице 540x480 с шагом 12 мкм собственной разработки
Moskito разработки компании Safran-Vectronix AG возможно является самым маленьким и легким прибором для круглосуточного наблюдения и определения местоположения. Он может похвастаться оптическим дневным каналом с увеличением 5х и ночным каналом с увеличением 3х, базирующимся на электронно-оптическом преобразователе Photonis XR-5, также его лазерный дальномер может измерять дистанции до 10 км. С целью получения системы более высокого уровня компания Vectronix заменила канал усиления яркости неохлаждаемым тепловым каналом, дав рождение прибору Moskito TI. Он отличается оптическим дневным каналом с увеличением 6х и каналом для низкой освещенности на базе КМОП-матрицы, оба с полем зрения 6,25°, тепловизионный же канал имеет поле зрения 12°. Приемник GPS, а также безопасный для глаз лазерный указатель Класса 1 устанавливаются опционально.
Система JIM Compact состоит на вооружении 12 стран НАТО, последний заказ на нее поступил из Дании в октябре 2019 года. Два месяца спустя швейцарская армия пописала контракт на поставку свыше 1000 многофункциональных систем JIM Compact и Moskito TI.
Многофункциональный неохлаждаемый биокуляр Sophie-MF гарантирует обнаружение машины на расстоянии свыше 10 км
Компания Thales разработала полную линейку ручных прицельных систем, названную Sophie, варьирующуюся от охлаждаемого прибора Sophie-XF/VGA до неохлаждаемого прибора Sophie MR. Новейшая система в семействе Sophie Ultima была показана на выставке Eurosatory 2018. Целью разработки являлось уменьшение веса, повышение дальности, готовность к совместным боевым действиям, улучшенная модульность и масштабируемость. Система «четыре в одном» базируется на охлаждаемом сенсоре диапазона MWIR, ее вес близок к весу неохлаждаемых систем. Дальность обнаружения составляет 12 и 8 км для человека и машины соответственно, а дальности распознавания и идентификации 4,5 км и 8,5 км и 2,3 и 4,5 км. Время охлаждения сокращено всего до 3 минут, это почти в два раза меньше, чем у предыдущих систем. Тепловизионный канал имеет оптическое увеличение, дающее непрерывное поле зрения от 20° до 2°. Кроме типичного дневного цветного телеканала одним из двух новых ключевых элементов является встраивание оптического канала с объективом 7x35 и полем зрения 26°, обеспечивающего наилучшее изображение касательно цветопередачи и освещения; режим слияния с тепловизионным изображением также доступен. Что касается цветного телеканала, он позволяет запись видеоизображение с тепловизионного канала, также возможна запись на съемную карту micro-SD. Безопасный для глаз лазерный дальномер имеет максимальную дальность 8 км. Sophie Ultima оснащен системой GPS с кодом гражданского доступа С/А (Coarse Acquisition) и протоколом NMEA для соединения с другими системами. Также доступны интерфейсы USB2, Bluetooth, WiFi, Ethernet и RS232. Устройство Sophie Ultima оснащено режимами стабилизации изображения, автофокусировки и сверхвысокого разрешения. Устройство отличается высоким уровнем модульности, оно может принять дополнительные элементы с автоматическим конфигурированием. С левой стороны устройства можно установить такие модули, как например SWIR-камера, лазерный указатель, астрокомпас, телекамера с увеличением, модуль связи стандарта LTE (Long-Term Evolution), позволяющие адаптировать систему к предстоящей задаче.
С левой стороны устройства Sophie Ultima могут устанавливаться дополнительные модули с целью максимальной адаптации прибора к выполнению боевой задачи
По этому новому изделию со дня его показа не было сделано никаких объявлений, но по данным информации, полученной на выставке Eurosatory 2018, компания Thales должна была поставить или близка к поставкам первых систем французскому Директорату вооружений. Компания начала разработку новой системы из линейки Sophie, еще одну ручную систему целеуказания планируется назвать Sophie Optima. Она будет оснащена неохлаждаемым микроболометром 1280x1024 с двойным полем зрения 10° или 20°, работающим в диапазоне 8-12 мкм. Отказ от непрерывного увеличения и охлаждающей машины позволит еще уменьшить вес, хотя при этом конечно дальности обнаружения распознавания и идентификации уменьшатся.
Британская компания Thermoteknix разработала биокуляр целеуказания и местоположения TiCAM 1000C. Базируясь на корпусе этого же дизайна, компания также поставляет прибор TiCAM 1000B без дневного цветного ПЗС-канала. Все системы соответствуют стандарту MIL-STD и классифицируются как военные системы, предназначенные на экспорт. В компании работают порядка 25 инженеров, которые отвечают за всю электронику, программное обеспечение и механическую конструкцию. В ее изделиях используются различные неохлаждаемые длинноволновые ИК-сенсоры, а также собственная патентованная беззатворная технология. Производство модели TiCAM 1000С началось в 2018 году и с тех пор Thermoteknix достигла значительного коммерческого успеха в Южной Африке, Европе, Азии и на Ближнем Востоке, хотя на данный момент точная информация по заказчикам не доступна. Обе модели TiCAM 1000B и С оснащаются видимым или «невидимым» лазерным маркером, устройством записи видео и фото и стандартно 75-мм объективом с полем зрения 8,3° х 6,2° с дальностью обнаружения ростовой фигуры ночью 2900 метров. Альтернативный объектив диаметром 60 мм с полем зрения 10,4° х 7,8° и дистанцией обнаружения человека 2350 метров может быть установлен, позволяя снизить вес примерно на 100 грамм. Объектив диаметром 100-мм также доступен, дистанция обнаружения человека в этом случае увеличивается до 3900 метров, а поле зрения уменьшается до 6,2° х 4,7°. В прибор TiCAM 1000C могут быть встроены опциональные режимы триангуляции и определения места падения снарядов для управления огнем и поддержки артиллерии, а также предварительного планирования. Помимо прямой интерфейсной поддержки программного обеспечения управления боем компания Thermoteknix разработала собственное приложение ConnectIR на ОС Android, которая позволяет передавать изображения с тепловизионных и дневных камер линейки TiCAM и данные о местоположении целей на подсоединенные устройства сотовой связи, Wi-Fi или Bluetooth. Это приложение позволяет пользователям обмениваться данными без стоимости или сложности, присущим полноценной развернутой системе управления боем или коммуникационной инфраструктуре. По имеющейся информации, британская компания намеревалась продемонстрировать свою успешную линейку TiCAM, а также другие дополнительные аксессуары к ней на выставке Eurosatory 2020, но помешал коронавирус.
Финская компания Senop, часть Patria Group, разработала две неохлаждаемые системы Lisa и Lilly. Последняя имеет оптический дневной канал, изображение с которого можно записывать благодаря полупрозрачной призме
Финская компания Senop, часть Patria Group, имеет в своем портфолио две неохлаждаемые монокулярные системы целеуказания, названные Lisa и Lilly. Первая имеет два дневных канала, один на базе цветной ПЗС-камеры с полем зрения 2,9° х 2,3°, а второй оптический с увеличением 4,6х обеспечивает оптимальное дневное изображение; тепловизионный канал с полем зрения 6,2° х 3,8° отличается цифровым увеличением. Лазерный дальномер Класса 1 имеет дальность действия 6 км, что соответствует максимальной дальности обнаружения транспортных средств, дальность же обнаружения человека составляет 3 км. Устройство Lisa оснащено разъемом USB, видеовыходом, разъемом RS232 и протоколом беспроводной связи Bluetooth. Модель Lilly легче и меньше, имеет оптический дневной канал с увеличением 5х и полем зрения 8,0° х 5,9°, такие же характеристики имеет тепловизионный канал. Благодаря полупрозрачной призме оптическое изображение разделяется на два, одно видит глаз пользователя, а его копию — дневная камера с высоким разрешением, используемая для захвата видео и фото. При использовании одного оптического канала прямого видения не требуется никакой энергии. Имеется возможность объединения изображений двух дневных каналов, прямого и телевизионного. Дальность действия лазерного дальномера такая же как у прибора Lisa; впрочем, опционально предлагается дальномер с дальностью 15 км. Дальности обнаружения несколько уменьшены и составляют 5 км и 2 км соответственно. Система Lilly оснащена безопасным для глаз лазерным указателем, связь поддерживается по тем же каналам, что у прибора Lisa с добавлением сетей Ethernet и WLAN.
Компания Thermoteknix разработала семейство TiCAM 1000, в котором топовым продуктом является модель TiCAM 1000C
Немецкая компания Jenoptik разработала многофункциональный тепловизор Nixus Bird, который кроме неохлаждаемого ночного канала имеет оптический канал прямого обзора с увеличением 7х и оптической диафрагмой 40 мм. Оригинальная система может похвастаться ночным каналом с полем зрения 11° х 8°, который позволяет обнаруживать транспортные средства на дистанции 5 км. В середине 2010-х компания решила начать производство варианта дальнего действия, после чего устройство Nyxus Bird стало доступно в вариантах MR и LR. У последнего объектив с увеличенным фокусным расстоянием и более узким полем зрения 7° х 5° позволяет обнаруживать транспортные средства на дальности более 7 км.
Прибор разведки и целеуказания Engerek 8 турецкой компании Transvaro использует охлаждаемый сенсор НОТ разработки FLIR, который снижает энергопотребление и время охлаждения
Одно из последних дополнений в категории ручных целеуказателей появилось в Турции. Компания Transvaro представила прибор Engerek 8, в котором использован охлаждаемый детектор 640x512 MWIR FPA — новейшая разработка компании FLIR, базирующаяся на технологии T2SL с шагом 15 мкм. Оптическое увеличение 15х позволяет производить непрерывную подстройку поля зрения от 2,04° х 1,63° до 20,16° х 16,9°, также доступно электронное увеличение 8х. Дневной канал базируется на цветной камере 1920x1080 с увеличением 30х, его поле зрения варьируется от 2,84° х 2,27° до 27,86° х 22,44°. В компании Transvaro заявляют о дальности обнаружения свыше 8,5 км ростовых целей и 21 км типичных целей стандарта НАТО размером 2,3x2,3 метра и соответствующих дальностях идентификации 1,4 и 3,5 км. Лазерный дальномер имеет дальность свыше 10 км по целям стандарта НАТО. Встроенная внутренняя память системы Engerek 8 позволяет записывать до 4 часов видео в форматах MP4/AVI, а также фото в формате jpg.
Израильская компания Elbit Systems предлагают одну охлаждаемую и одну неохлаждаемую системы. Первая из них, Coral-CR, оснащена тепловизионным каналом с непрерывным увеличением и полем зрения от 2,5° х 2° до 12,5° х 10°, у дневного канала широкое поле зрения составляет 10°, а узкое — 2,5°. Дальность обнаружения живых целей составляет 5 км и машин 11 км. Существенно более легкий прибор Mini Coral отличается фиксированным объективом с полем зрения 6° х 4,5° для дневного и ночного каналов и лазерным дальномером с дальностью 2,5 км; дальности обнаружения прибора составляют 4,8 км для машин и 3 км для людей. Обе системы оснащены режимом совмещения дневного и ночного изображений.
Израильская компания Elbit Systems разработала семейство Coral, в которое входят охлаждаемая система Coral-CR (на фото) и неохлаждаемая система Mini Coral
Хотя вооруженные силы США близки к тому, чтобы получить новую прицельную систему JETS (Joint Effects Targeting System) разработки Leonardo DRS, предназначенную для специальных подразделений, многочисленные компании не сидят сложа руки, периодически представляя новые ручные системы наблюдения и разведки. Недавно Корпус морской пехоты США подписал два контракта с Northrop Grumman и Elbit Systems of America на разработку прототипов ручной прицельной системы следующего поколения Next Generation Handheld Targeting System. Компания ВАЕ Systems разработала устройство HAMMER (Handheld Azimuth Measuring, Marking, Electro-optic imaging & Ranging — ручной, измерение азимута, маркировка, оптико-электронные изображения и определение дальности), в состав которого входят астрономический компас для точного определения местоположения даже при отсутствии сигнала GPS.
Американская компания FUR разработала неохлаждаемую систему Recon V, работающую в диапазоне MWIR
Новейшими разработками компании FLIR являются охлаждаемый прибор Recon V и неохлаждаемый Recon V Ultra Lite. Тепловизионный канал имеет увеличение 10х и изменяющееся поле зрения от 20° х 15° до 2° х 1,5°, в модель Recon V встроена система электронной стабилизации. He все характеристики прибора доступны, хотя дальность действия лазерного дальномера составляет 10 км. Модель Recon V имеет режим горячей замены, то есть аккумуляторы можно менять без выключения системы. Внутренняя память позволяет сохранять до 1000 изображений. Модель Recon V Ultra Lite базируется на новейшей матрице 640x480 FPA с шагом 12 мкм собственной разработки и, как следствие, система компактна и весит относительно немного, при этом дневной канал имеет разрешение 5 мегапикселей. Суперширокое поле зрения 12,2° х 6,9°, широкое поле зрения 6° х 3,3° и узкое поле зрения 4,5° х 1,6° доступны в тепловизионном канале, поля зрения 6° х 3,3° и 3° х 1,7° доступны в дневном канале. Дальность действия лазерного дальномера, работающего на длине волны 850 нм, превышает 10 км. В прибор Recon V Ultra Lite встроены цифровой видеовыход, а также беспроводная связь технологий Wi-Fi, Bluetooth и NFC.
Автор: Alex Alexeev
